韓秀棟,岳煥印
(1. 天津市高技術研究發展中心 天津300051;2. 天津中科無人機應用研究院 天津301830)
無人飛行系統作為一個復雜、龐大的技術體系,集飛行器設計、導航、制導與控制以及通信與信息系統、計算機應用等技術于一體,是科技創新的集中體現。目前,世界強國紛紛制定戰略規劃、明確發展目標、加強技術開發,根據本國戰略需求發展相關技術。雖然我國已取得一定的研究成果,但與先進國家相比,在無人飛行平臺總體設計、自主控制水平、空中交通管理、綜合測控技術等方面尚存差距。因此,發展無人飛行系統技術對提高我國相關領域關鍵核心技術研究水平,維護國家權益和捍衛國家安全,服務國民經濟,促進科技創新等方面均具有重要意義。
世界多國都在大力發展各種用途的無人飛機,無人機系統的性能不斷提高、功能不斷增加,應用范圍和應用領域迅速拓展。隨著無人機技術的發展,其應用領域也隨之拓展,在世界各大航展中已離不開新型無人機的身影。各國在進行軍用無人機研制和應用的同時,無人機在工業方面也逐漸顯現其獨有的技術和成本優勢,在民用的諸多領域得到了廣泛的應用,如環境監控、邊境巡邏、通訊中繼、毒品偵察、大氣取樣、災害監測、野生動物跟蹤、生態監測、航空測繪、電力巡線、農業植保等行業和領域。據統計,世界無人機行業已經形成了大約 9000億美元的市場規模。
在國內,由于無人飛行器的應用得到了社會各行業領域和各級政府部門的認可,其技術也得到了快速發展。近十幾年來,國內先后成立了三百多家企業進入無人機行業,從事無人機的研發、制造和產業化運用,形成了一個新興的無人機科技產業。在 2017年7月國務院發布的《新一代人工智能發展規劃》中,明確指出要發展智能技術支撐無人機系統應用和產業發展,建立自主無人機系統支撐平臺,發展商用無人機等專業化服務體系,在無人機等領域加快打造人工智能全球領軍企業品牌。
無人機技術是全球新一輪科技革命和產業革命的熱點。由于無人機具有成本相對較低、無人員傷亡風險、機動性能好、使用方便等特點,特別是在許多復雜、危險的空中活動中更具備獨特優勢,其在影視航拍、傳統農林業、工業作業、災害救援、公共安全以及消費娛樂等領域已得到廣泛應用。
隨著無人機研制、生產成本不斷降低,其應用范圍日益廣泛,具有旺盛的市場需求和廣闊的發展前景,在國民經濟建設中的作用日益突出,將會成為支持中國經濟發展的重要產業。隨著軍民融合發展國家戰略的深入實施,無人機技術的飛速發展和軍民技術的深度融合,我國將進一步增強自主設計研發無人機的能力,會催生出一系列服務國民經濟社會發展的種類齊全、功能多樣、安全可靠的無人機產品系列,從而形成研發、制造、銷售和服務配套齊全的產業體系。可以說無人機的發展將使生產領域和流通領域發生革命性突進,使勞動產品更多地具有仿人智能,進而導致生產力和生產方式的變革。另一方面,無人機對社會生活方式也將產生深刻影響,對社會發展具有非常重大而深遠的意義。
天津是我國無人機產業發展的重要基地之一,在打造航空航天城“十二五”規劃中的“三機一箭一星一站”航空航天項目中無人機就已列入其中,無人機產業得到快速發展,大批企業、院校和研究單位介入其中,形成了既有察打一體化的大型軍用機,又有輕小型的軍民兩用機,以及無人直升機和固定翼機等多種機型。無人機電子設備、控制軟件、技術集成、能源動力、載荷及其配套材料也已形成聚集。
據不完全統計,目前天津從事無人機研發、生產、應用的公司已有72家,約有30家與智能無人機關聯較大,其中 15家為機器視覺識別傳感器及其算法企業,5家為飛控系統研發企業,3家為導航系統研究企業,領軍企業包括一飛智控、全華時代、航天十一院、航天中為等。業務范圍基本上覆蓋了無人機的研發、集成、行業應用、培訓、維護等領域,與無人機產品適用領域、售后服務需求密不可分,但也造成了無人機產品低水平同質化嚴重、產業鏈條不完善等問題。
天津無人機產業在國內產業格局中扮演著日益重要的角色,但相對于城市建設在國內的地位,天津市無人機產業基礎仍顯薄弱,總體發展較為落后。深圳、北京無人機產業在全國范圍內大幅領先,東莞、廣州、武漢、成都、西安、南昌的無人機產業也強于天津。目前,天津市無人機產業發展還存在以下問題。
①研發力量分散,缺乏具備競爭力的核心技術和產品。無人機產業是高新技術產業,涉及傳感器技術、通信技術、信息處理技術、智能控制技術以及武器和動力系統等技術,實現技術突破、成本控制以及安全應用都是業界難題,迫切需要集合國家的資源和力量攻堅克難。近年來部分有實力的軍工企業和民營企業紛紛加入無人機研發制造行列,但大多是各自為戰,研究形式過于獨立封閉,研究內容重復疊加,遠未形成合力,造成了人力、物力、時間、經費等有形或無形資源的嚴重浪費。
②各機構和企業同質化嚴重,小而全。納入統計的公司中,90%以上的公司業務范圍覆蓋無人機的研發、集成、行業應用、培訓和維護,每個公司都有自己的無人機產品、行業解決方案及售后服務和培訓,存在產業技術鏈條缺乏合理布局和優勢互補等問題。
③政策法規空白多,尚未納入空管范圍,影響健康發展。這也是國內無人機行業面臨的問題。目前我國對民用小型無人機的管理和推廣還存在諸多政策法規和行業標準真空地帶,大到低空領域尚未對民用無人機開放、市場準入,小到缺少具體的適航認證管理、飛行資質認證、飛行管制、相關從業人員培訓等規則章程,以及飛行器安全性和技術參數方面的要求等,極大地制約著民用無人機產業的健康快速發展。這表明,無人機產業的健康快速發展尚需要多方努力,亟待從國家層面建章立制,逐步建成完善的國內無人機應用產業鏈,提高產業的服務能力。
為深入貫徹落實創新驅動發展戰略、打造京津冀協同創新共同體,以加快無人機技術與天津市經濟、社會發展深度融合為主線,以提升新一代智能化無人機科技創新能力為主攻方向,結合天津市的優勢資源,選擇智能化無人機的核心和關鍵技術進行研發,建設智能無人機研發支撐平臺,把無人機作為人工智能的重要載體,避免同質化發展,構建獨特的無人機技術體系,達到引領全國的水平。推動無人機技術創新成果在創新示范區實現產業化落地,打造無人機行業的龍頭企業,推動無人機技術與天津市各行業的緊密結合,加快無人機技術的行業應用在全國的推廣。
建議重點在智能避障、面向復雜環境的自主飛行等相關算法和軟件上取得突破,大力支持開展機器視覺識別硬件、飛控系統等關鍵零部件研制,大力推動專業級、軍用級無人機產業化,推動新一代通信及定位導航技術在無人機上的應用。積極引進一批基于開源社區進行軟件開發和算法研究的創業團隊,打造智能無人機高端產業集群。著力提升無人機的品牌影響力,建設智能無人機產業聯盟。